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Lexikon der Neurowissenschaft: Positronenemissionstomographie

Positronenemissionstomographie w, Abk. PET, E positron emission tomography, szintigraphisches Diagnoseverfahren, das die Vorteile tomographischer Schichtaufnahmen (Tomographie) mit der selektiven Darstellung physiologischer Stoffwechselfunktionen in sich vereint. Bei der PET werden Radionuclide eingesetzt, die bei ihrem Zerfall Positronen freisetzen ( siehe Zusatzinfo ). Es lassen sich verschiedene radioaktiv markierte Substanzen (tracer) herstellen, mit denen der Blutfluß (z.B. markiertes Wasser), Glucoseverbrauch (Fluordesoxyglucose), Zellstoffwechsel (z.B. Methionin) sowie die Funktion von Nervenzellrezeptoren (verschiedene Rezeptorliganden) und andere Funktionen gemessen werden können. Die kurze Halbwertszeit von Positronenstrahlern erfordert eine Produktion der meisten Radioisotope vor Ort mit einem Zyklotron (Teilchenbeschleuniger). Dadurch sind auch die vergleichsweise hohen Kosten der PET zu erklären. Die wichtigsten diagnostischen Einsatzgebiete der PET sind derzeit die Untersuchung von Bewegungsstörungen (Rezeptormessungen), Demenzen (Glucosestoffwechsel), Beurteilung der Malignität von Tumoren (Methionin) und die Diagnostik von Herzerkrankungen. Die Strahlenbelastung und die schlechte zeitliche Auflösung derartiger Messungen führen in letzter Zeit zu einer Ablösung durch die funktionelle Kernspinresonanztomographie.

Positronenemissionstomographie

Positronen sind Antimaterieteilchen (Antiteilchen des Elektrons), deren Existenz aufgrund theoretischer Überlegungen von Dirac gefordert und die 1932 von Anderson tatsächlich beobachtet werden konnten. Trifft ein Positron auf seinen komplementären Partner, ein Elektron, so vernichten sich beide gemäß der Einsteinschen Beziehung E = m·c2 (E = Energie, m = Masse, c = Lichtgeschwindigkeit) gegenseitig (Annihilation, Zerstrahlung) unter Aussendung von Gammastrahlung. Beim häufigsten Annihilationsprozeß werden Gammaquanten erzeugt, die in entgegengesetzten Richtungen emittiert werden und die Umgebung mit großer Wahrscheinlichkeit ohne weitere Wechselwirkung durchdringen. Der koinzidente, zeitgleiche Nachweis der Gammaquanten ermöglicht die Bestimmung des Wechselwirkungsorts mit einer Auflösung von 3-5 mm. Dies wird über mehrere, kreisförmig um das zu untersuchende Objekt herum angeordnete Detektoren realisiert. Die so gesammelten Daten werden im Computer zu Schichtbildern umgerechnet.

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